数字化测绘技术在建筑工程测量中的应用

梁春华

（广东宽大建筑科技有限公司，广东 阳江 529931）

0 引言

数字化测绘并非以数字化形式呈现测绘结果的技术，而是凭借数字技术的深入应用，自动形成探测图纸绘制的一种技术。数字化测绘依赖于建立自动化模型，能够在数据填入后通过模型的自动转换，完成结果的绘制。使用数字测绘技术，能够大幅度缩短绘制用时，即勘测完成后能够在勘测数据清晰的情况下快速生成对应模型以及传统意义上的勘测图纸和报告。数字地理勘测以及数字测绘技术共同使用时，能够在最大程度降低勘测绘制对专业人员的依赖[1]。

1 建筑工程测量的内容

1.1 场地平整

在施工现场施工时，需要对场地进行平整。一般工程需要将地面平整成水平或坡度，以便根据地形的变化来布置施工建（构）筑物，便于组织排水，满足交通需要，铺设地下管线。在这一过程中，必须考虑到土方数量、填方和开挖的均衡。一般采用在地图上进行插值的方式来计算土方。

1.2 工厂施工测量

工程施工中，建筑工地上工程建筑类型繁多，其精度要求不一，有些要求较低，有些要求较高。如果根据建筑结构的局部精度来进行施工控制网的精确性控制，必然会对整个施工控制网的精度提出更高的要求。工厂控制网的主要作用是把工厂内各个系统工程中心线相连接，如放样厂中心线、高炉、焦炉中心线、管线中心线等。

在工厂的控制网络中，主要是对各系统进行总体的定位。因此，工厂控制网的精确度必须确保两个项目的相对位置偏差不大于连接大楼容许的偏差。在各个系统工程中，对许多需要高精度的中心线进行放样，可以在各个系统工程的内部分别设置控制网，例如厂房控制网、高炉、焦炉控制网、设备安装专用控制网等。各个系统工程之间没有内部控制网络之间的联系。因此，在施工现场布设控制网时，应采取分层布网的方式。

1.3 圆形建筑物的施工测量

圆形建筑物是一种特殊的建筑物，它具有较少的基础面积、较高的主体、较高的地基承载力和较高的垂直性。所以不管是砖石建筑，还是钢筋混凝土建筑，都有严格的施工标准。对圆形建筑进行施工测量时，应对其中心位置进行严格的控制，以确保其垂直。

1.4 高层建筑分区

高层建筑的施工工艺复杂、操作困难、场地狭窄、多工种交错，因此，在工程测量中各个阶段的测量工作都要与施工进度保持一致，并遵循整个工程进度。为确保高层建筑的垂直度、几何形状和断面尺寸符合设计要求，需要在施工现场设置更高精度的控制网[2]。

2 传统测绘技术的局限性

在传统测绘技术中，最常用的是钢尺，在对不规则的地块进行测量时，需要用一台经纬仪来测量，用一根钢尺对某一片区域的面积进行测量，再用数字算法计算出被测区域的总面积，用标尺在地图上画出一幅地图。对于传统测绘技术，即使利用经纬仪进行转角的测量，即使经过优化和改进，依然不能完全摆脱传统测绘技术的本质，对于一些特殊的地形、复杂的测绘项目，采用传统的测绘方法是不可能完成测绘工作的，局限性十分突出。

3 数字化测绘概述

数字化测绘技术的问世，使测绘技术、设备和工具得到了进一步优化和改进，它以传统测绘技术和测绘设备为基础，对相关理论知识进行整合和完善。

3.1 数字化测绘基本概念

通常情况下，测绘需要由专业人员进行，且测绘的相关数据以图纸的形式展现。而数字化测绘是一种全新的测绘模式，首先数字测绘采用大量的数字化设备完成测绘工作，其次数字测绘的成果能够通过数字化的平台，以立体模型展示。数字测绘的模型，所有数据均来自相关测绘设备上传的结果，测绘平台将上述数据以及图像等拼接后，能够得到完整的数字测绘模型。数字测绘的基础是信息技术的发展，以及能够完成测绘和模型生成的相关技术的发展[3]。作为一种全解析的辅助性测绘方法，使用数字化测绘系统，能够将传统情况下必须由专业人员解读的测绘结果，转化成为更为直观的模型以及数据，便于测绘结果的有效利用。

3.2 数字化测绘技术在建筑工程测量中应用的几个方面

3.2.1 数据采集

由于施工项目的复杂性和多样性，使得测量工作变得更加困难。因此，在施工现场进行数据采集时，不但需要海量的资料，而且还要对数据进行实时监控，并进行误差分析，确保数据的真实和准确。在采用数字测量技术时，可以采集建筑物的结构数据，利用三维建模技术建立三维模型，获取建筑物的主要信息，便于以后的分析和利用。另外，还可以采集建筑物的墙壁结构，然后利用数字地图技术，对不同类型的建筑物的墙壁进行测量和分析，获取详细的数据。在收集建筑顶棚资料的时候，主要是收集天花板的数据，然后绘制出吊顶的高度，然后通过这些数据进行分析，为以后的设计做好铺垫。

3.2.2 土质检测

土地勘测是指对建设工程的基础进行测量，并对其进行数据检验，以确保其相应的安全。由于传统的测量技术需要耗费大量的资金，而且测量的数据也存在很大的偏差，因此，利用数字测量技术，可以有效地降低土地测量的工作量，降低测量的误差，提高测量的质量。具体来说，就是将数字测绘技术运用到土地的检测过程中，通过扫描的方式来完善测绘的流程，减少由于环境和其他不相关的因素造成的误差，然后将所获得的测绘信息绘制成图形的部件，并在图像中找到瑕疵和错误，加以改进，将其应用于特定的建筑工程中，以保证工程的安全性和准确性。

3.2.3 变形监测

结构的变形是影响建筑结构安全的重要因素，变形监测是提高结构稳定的重要手段。在数字化测绘地基中，变形监测就是把三维图像输入到计算机中，对建筑物的变形进行综合分析。通过对建筑物的变形进行监测，可以使施工人员能够及时地获得建筑物的变形，并能够及时地发现房屋的地基问题。因此，从客观角度看，可以确保让相关的施工人员随时了解到施工过程中的实时监测数据。通过对建筑物的变形监测，可以及时地解决建筑的变形问题，并对其进行适当的调整，避免建筑结构的倒塌、开裂等问题。利用数字测绘技术进行变形监测，能够在建筑工程中得到全面的运用，并与相关的计算机系统相结合，实现对变形的精确和可操作性的辅助。

3.2.4 定位测量

定位测量将数字测绘技术与工程建设相结合，保证工程建设的顺利进行。GPS在数字地图上的应用，不但能够适应各种复杂的地形，还不需要人工测量，而且能24h地进行定位测量[4]。GPS的定位精度很高，可以减少由于位置信息的误差而造成的安全隐患。GPS技术可以在静止和动态两种情况下，接收到来自卫星的数据，从而提高了定位测量的效率。数字地图技术能够精确地定位建筑，为建筑提供精确的位置信息，在施工的时候，能够使用合适的技术，避免出现问题。

3.3 数字化测绘技术的优势

3.3.1 保证数据完整

我国的建设项目虽然得到了很大的发展，但由于受测量工作的制约，不能得到完整、精确的资料，从而影响到整个施工项目的顺利开展。所以，加大数字测绘技术的应用，一方面可以极大地提高采集资料的效率，便于在施工过程中随时进行测量。其次，可以有效地弥补传统测绘技术的缺陷，提高工程资料的利用价值。从总体上说，加大数字测绘技术的应用，可以为各方面的建设工作提供最有价值的资料，对推进我国建筑业的发展具有重要意义。

3.3.2 确保测量结果精准

在实际的测量工作中，运用数字测绘技术可以把建筑工程的网络技术和图像处理技术有机地结合起来，使工程测量精度得到很大的提升。此外，在传统的测量工作中，各种测量结果极易受人为因素的干扰，如果测量人员操作不当、测量不准确、角度误差等，都会使测量精度下降。而数字测绘技术具有预先设定的作业流程和大量的资料，能够较好地进行施工资料的收集，因而具有较强的抗干扰性，可以从根本上确保测量的准确性。然后将有关数据上传到电脑上，实现平面、立体、整体、细节等多种形态的图形和模型。该技术能极大地解决人工绘制工程图纸时容易产生误差的问题，从而保证了测量结果的准确性。

3.3.3 自动化程度较高

为了得到最终的数字化成图，施工人员需要对RTK测量的根点、全站仪测点、RTK测量的碎片点进行控制，加强数字测绘的应用，可以大大提高工程测量的自动化程度。

4 数字测绘的应用形式及效果

4.1 原图数字化

长时间以来，我国建设施工包括勘测结果、设计图纸、施工各阶段技术调整绘图图纸等，均普遍采用扫描件的形式进行保存。扫描件的优势在于：其对细节的保持较好，且在传输过程中不易发生数据丢失等情况，能够长时期维持稳定状态。然而扫描的劣势同样显著：扫描件不仅空间占用大，传输效率更低，同时大部分扫描件均需要特定软件才能够实现读取。扫描件无法进行修改同样为限制扫描件使用的重要因素。相对而言，使用数字测绘技术，能够将各类型的图纸采用数字化的技术进行保存。数字格式保存对空间的占用更低，且更便于利用信息网络进行传输[2]。

4.2 地面数字测绘技术

地面数字测绘技术是目前最常用的工程测量方法之一，不但能提高数字化地图的精确度，还能将数字化地图与其他测量技术有机地结合起来，实现对数字化地图的控制，降低误差。此外，地面数字测绘技术主要是收集地图的空间信息，利用计算机进行数据分析、比较，最终形成图形，并将其存储起来。而电脑的精确计算，不但可以让地图的准确度得到很大的提升，而且还可以减少人工工作量。因此，许多工程项目在建设之前，都会采用数字地图技术，利用电脑进行测量，不但可以节省人力，还可以提高数据的准确性。

4.3 GPS测量测绘技术

GPS技术是一种从军用GPS定位系统衍生出来的技术，通过卫星定位系统，可以精确地绘制出相应的数据，通过GPS接收到地图上的数据，然后通过相应的计算软件，将这些信息传输到计算机系统中，通过计算软件，可以精确地反映出地图的三维坐标。GPS技术的测量精度较高，不需要进入到测量现场，通过人工操作就可以得到精确的测量数据，满足人们快速、高质量测图的需求。

4.4 数字地球技术

“数字地球”的出现，是科技发展的必然结果，需要各方面的技术支撑，以及各部门的共同努力。比如，将遥感技术与GIS两者相结合。利用遥感技术，可以获得精确的地理坐标，同时也能收集、整理被测物体的空间信息，经过电脑的最终整理、筛选、整合，最终汇集到一个资料来源，其中包含了大量的资讯。然后再用电脑和网络技术将资料上传到网上，这样不仅能保存资料，而且还能方便施工单位随时查阅资料。

4.5 数字化测图软件

随着数字化技术的发展，数字绘图软件的数量也在不断地增长，这将有助于对测距进行实时的修改和处理，从而大大地缩短了制图所需的时间，从而提高了精度。

4.6 PTK技术

这种技术叫做实时差分法，是GPS技术发展的基础，PTK可以在任何地方都达到毫米级的精度，这是其他任何一种方法都无法比拟的，其在地形图上的应用，解决了测量过程中遇到的困难。PTK采用了载波相位实时动态差分测量方法。在这种格式下，参考站可以利用数据调整解调器将测量得到的数据和位置坐标通过电磁信号传输给移动基地，该移动基地不但可以接收参考站提供的数据，而且还可以接收GPS系统的相关信号和测量数据。

5 结束语

作为一种能够广泛运用于建筑施工前期准备、设计辅助、施工检测的技术，数字测绘技术不仅能够在测绘环节发挥充分的作用，在建筑施工整体流程中均能够实现有效的提升以及促进。目前，具备较高普适性的数字测绘软件等已经逐步得到了应用，促进数字测绘成本进一步降低。随着数字测绘的操作要求不断简化、成本进一步降低、准确性不断提升，该技术对建筑施工行业的影响将更为清晰地凸显。